Q/S/T NAS Snapshot and Replication 實戰
Synology Btrfs 檔案系統保護你的企業資料
對抗加密勒索軟體的自我防護
QNap Volume & LUN 快照備份，還原資料易如反掌
言歸正傳, 下面就先說說在 Snapshot Replication (快照複寫 or 快照同步) 上的使用情境.
透過 Snapshot 技術針對 NAS 在當時的檔案及目錄, 做一個保留的動作, 並將此資料複寫到異地另一台 NAS 的儲存空間, 主要應用在企業災難復原上. 另一方面也可以將資料備份至遠方的 NAS 做其他的應用.
而各家 NAS 在 Snapshot Replication 部份, 規格上面都是寫的洋洋灑灑, 但實際上是不是真的那麼實用? 那麼好用? 是不是達到 User 預期的功能? 就來看看下面的實測吧!
| Synology 快照複寫實測 |
有關支援 Snapshot 功能的機型請自行參考官網, 這裡主要是介紹複寫的部份.
*使用機型: DS415+ & DS716+ NAS.
*DSM 6.0.2 版本, 且已安裝 Snapshot & Replication 套件.
*儲存空間皆規劃為 btrfs (在 Synology NAS 必須規劃為 btrfs file system 才能支援快照功能)
這二台 NAS 皆各自有其特定的用途, 且為真正上線的機器, 但 DS716+ 上面的共用資料夾及檔案, 其 User 使用率較高, 且希望能夠在發生各種突發狀況時(天災人禍...), User 希望能隨時存取所需的檔案, 當然最好的做法就是兩台同型 NAS 做 HA, 但建置成本較高, 所以此處採用 btrfs snapshot 的技術, 排程自動將快照複寫至第二台 NAS (DS415+)
前面提過了. DS415+ 本身有其他的用途, 所以實際上是在 DS415+ 上面採用 Virtual DSM 的技術. 創造出另一台 Virtual NAS 出來, 這部份 user 就直接把它視為一台獨立的 Synology NAS 就可以了.
做法很簡單, 在 DS716+ 將欲複寫至另一台 NAS 的共用資料設定排程即可. Synology Snapshot 是所謂的 share folder snapshot, 所以可以挑選重要的共用資料夾建立快照及複寫. 好處是設定上比較彈性.
而在目的地 NAS (DS415+), 可以看到複寫過來的共用資料夾.
由於採用快照技術, 所以除了第一次複寫時, 由於必須將 source NAS 所設定的複寫資料一次 copy 至目的地 NAS, 其所花時間視網路 bandwidth 而定. 而且在第一次設定時, 還允許利用外接硬碟等方式, 先將資料 copy 至外接硬碟, 再將該儲存媒體拿到目的地 NAS 接上, 以較快速的方式傳送首次同步的資料. 日後在同步時, 由於僅傳輸異動的部份, 所需的網路頻寬及傳輸效能上會提高很多, 對於異地備援及使用網路頻寬較小時, 會非常方便.
那麼在目的地 NAS User 所看到的檔案型態為何? 由於採用 Share Folder snapshot, User 在目的地端 NAS 看到的和 Source 端並無不同, 相同的共用資料夾 (如果發生共用資料夾同名, 會另以 -1, -2 命名), 唯一的差別僅是, 為了保護複寫的資料, 所以在目的地的權限會被鎖定為 read only, 這是一種保護措施, 日後災難復原時必須確保複寫的資料沒有被異動過.
萬一真正發生來源端 NAS 故障等狀況, 在目的地端可以立即解除同步複寫的關係, 那麼原本唯讀的權限也會解除, User 可以根據需求另外設定檔案及目錄的存取權限.(最快的方式是直接套用 Source NAS 的備份檔,這樣所有的帳號密碼,共用資料夾權限等就會一次回復)
異地備援端 NAS 在目錄及檔案的檢視上和在來源端都相同.
網路組態變更的情況
在實際上線運作的兩台 NAS, 上週因為網路架構的變更, 必須去變更兩台 NAS 的 IP 以及 DSM Port, 原本還很擔心組態變更該不會所有的快照同步複寫都要再重來一次吧? 還好原本建立的 Snapshot Replication Job 在修改 IP 後, 仍能維持原本的複寫任務, 此點非常重要, 表示 User 在實務上可以先將多台 NAS 在同一個區網內先行執行初次的快照複寫同步, 待第一次的同步完成後再將 NAS 移至異地安裝, 此時僅需要重新設定網路組態, 原本設定好的快照同步任務關係仍不變, 即能僅依據資料異動部份達到快速同步的要求.
| QNap 快照同步複製實測 |
*使用機型: TBS-453A & TS-253 Pro
*使用 QTS 4.2 版本.
在 Qnap NAS 上面的 Snapshot & Replication 稱之為快照同步複製. 有別於 Synology Share Folder Snapshot, 在 QNap 採用的是 Volume Snapshot. 即原廠所強調的 '整機快照'
利用 '快照同步複製' > '建立異地備援工作' 建立快照複製.
快照複製實際上並不限定於異地. 可以複製至本機 NAS 的 Storage Pool(儲存池)
這裡必須特別注意的一點, 既然是 Volume Snapshot, 所以你只能選擇欲建立快照及複寫的 Volume, 不能單獨挑選共用資料夾, 此點非常重要, 所以在 Volume 的規劃上就相當重要, 有網友特別提到, 最好是把 System volume, data volume 分開, 甚至於 data volume 要再依檔案的屬性區分, 例如重要的檔案及較不重要的檔案.
例如在此次實測上, 如果只建立一個 volume, 整個 volume 大約 300GB, 而 User 自己的檔案大約 80GB 左右, 但在執行快照複製任務時, 系統實際上必須花費額外的時間去傳輸這一二百GB 的系統資料.
不然如果你只建立一個 Volume 存放所有資料, 再加上需要建立 Snapshot replication 時, 會造成可能不重要的檔案浪費了快照空間, 以及浪費額外頻寬去做異地備份, 此點也是初次使用 Qnap volume snapshot 的網友較難理解的部份.
那麼在目的地端的 NAS 複製過來的快照檔案是如何呈現的? 在目的地端的資料必須於 '快照同步保險庫' 中檢視
檢視各快照內的檔案及目錄名稱.
如果你要檢視實際的檔案, 必須利用 '複製' 功能, 將檔案實際掛載起來.
此時所有快照的共用資料夾, 會在後方冠上別名, 用以和原 NAS 的共用資料夾做區別.
此處可以發現幾個重點.
*如果你只建立一個 volume, 那麼必須注意的是, 快照複製實際上會浪費空間及時間在傳輸NAS系統檔案, 而這些資料並無備份的需求, 實際上 User 也無法利用. 這也就是為何一直強調務必將 system volume 切開.
*快照複製過來的目錄及檔案, 在 NAS 裡面是無法直接檢視的, 必須透過 '複製' 的動作掛載.
*掛載後的目錄及檔案無法去檢視其各檔案之歷史修改版本. 所能檢視的僅是該次快照的版本. 如欲檢視各快照版本必須逐一快照版本都要 '複製' 出來.
*NAS-A to NAS-B 快照複製, 無法在 NAS-B 即時呈現最新的檔案版本, 如前面所提, 每次欲檢視複製後的快照, 都要手動去執行一次 '複製' 動作, 將快照轉為共用資料夾方式呈現.
| FreeNAS Sanpshot & Replication |
FreeNAS Snapshot & Replication 的設定在 FreeNAS 官方文件說明的非常詳細. (參考這裡)
FreeNAS replication 的做法是透過 ZFS snapshot 的機置, 利用 ssh tunnel 將 ZFS 快照從來源端(send/PUSH)傳送至目的地端(receive/PULL)的 dataset,
*PUSH & PULL 兩端建立 ZFS pool.
*於 PUSH(send端) 設定自動排程快照. 複寫的動作是和排程快照連動的.
*於 PULL(receive端) 啟用 SSH service.
#PUSH(send)設定:
* Storage > Replication Tasks > View Replication Tasks > View Public Key (將此 key 複製至 PULL端 root account "SSH Public Key" 欄位.
建立 Replication 排程.
完成後, 待下次排程之 take snapshot 觸發時, 即會同步啟動快照複寫 job. 於 PUSH 端可檢視 Replication 狀態.
於PULL(receive)端之 Storage > Snapshot 可檢視複寫過來的快照列表.
如欲在 Windows 或其他 client 下檢視快照複寫檔案, 再於 FreeNAS 建立 Windows Sharing 即可.
在 FreeNAS 下建立 Snapshot & Replication job 算是相當簡單, 在 Web UI 即可完成設定. 和 Synology NAS 快照複寫相同的是, Replilcation 到目的地端的檔案, 是可以直接透過 windows & mac client 去檢視它的, 而且也是可以直接檢視各歷史版本.
| 結語 |
在實作上可以發覺. Synology & FreeNAS Snapshot Replication 的做法及結果, 較符合一般人對於異地備份及備援上的要求, 複寫至目的地端檔案可以即時檢視, 而且也是和來源端同步更新的, 當需要做災難復原時可以較快速的達到資料及檔案立刻恢復上線的需求. 尤其在現今災難復原上非常強調 RTO 復原時間愈短愈好, 使得企業的運作可以盡快恢復運作.
而 Qnap volume snapshot 至 QTS 4.2 版本, 仍然有一些技術上必須突破之處. 即快照複製(複寫) 的檔案並無法即時被檢視及使用, 其目錄及檔案結構雖然和來源端相同, 但必須透過一個 '複製' 的動作才能掛載使用, 且檔案在來源端及目的地並無法達到即時同步更新的要求. 這表示在災難復原時必須花費更多的時間才能使備援的資料上線.
對於自組 DIY NAS 者可以考慮 FreeNAS, 於 GUI 畫面即可完成相關設定, 而透過 ZFS snapshot 技術, 在 Replication 部份同樣是僅傳送差異部份, 而根據 ZFS dataset snapshot 和 Synology share folder snapshot 具有相同的優勢, 即 User 可以根據資料的重要性挑選 dataset/share folder 建立快照及複寫任務, 此部份在應用上會比較具彈性.
附註:
*Snapshot 不應該做為企業唯一的備援計劃, 建議和其他備份方案共同實施.
*Asustor NAS 尚未提供檔案及目錄快照功能, 故未加入比較.
*Thecus NAS 支援 BTRFS 的機種有提供 snapshot 功能, 但無 replication, 所以就沒有加入比較.
